第七章 MHC及抗原呈递

No T cell response
T cell response
二、MHC分子作为调节分子的参与固有免 疫应答
1. 编码补体成份，参与炎症反应和对病原体 的杀伤。
2. 作为配体分子，调节NK细胞和部分杀伤细 胞的活性 MHC-Ⅰ分子作为NK细胞表面受体分子KIR 的配体，发挥抑制或活化作用。
3. 炎症相关基因参与启动和调控炎症反应
T细胞
+++
+/-
B细胞
+++
+++
巨噬细胞
+++
++
其他抗原提呈细胞 +++
+++
胸腺上皮细胞
+
+++
中性粒细胞
+++
-
肝细胞
+
-
肾脏细胞
+
-
脑细胞
+
-
红细胞
-
-
表 HLA I类和II类抗原的结构、组织分布和功能特点
HLA抗原 分子结构 肽结合 表达 组织分 功 能
类别
结构域 特点 布
I类（A、 B、C）
H－2k
H－2k
SkRinEJfrEomCTaEn Dinbred mouse grafted onto the same s
Skin from an inbred mouse grafted onto a different strSaikninoffrmomouasneinbred mouse grafted onto a differen
3、 分布：
（1）APC --- B细胞、单核/巨噬细胞、树突 状细胞； （2）激活的T细胞，精子和血管内皮细胞。
小结：
I类抗原分子
肽结合区：结合多肽
免疫球蛋白样区： 结合CD4或CD8
跨膜区：锚定在 细胞膜上 胞内区：信号传递
II类抗原分子
HLA-Ⅰ、Ⅱ类抗原的分布
组织
MHC I类分子
MHC II类分子
T细胞表面的MHC单倍 体型为MHC A
APC细胞表面的MHC单 倍体型为MHC B
（二）TCR识别抗原的机制
两种假说：
1、双识别假说：T细胞上存在两种不同 特异性的TCR，一种识别APC上自身 MHC分子，另一种识别APC上外来或自 身抗原片断。
2、改变的自我：表达在APC表面的抗原 肽段引起自身MHC分子的改变，从而被 TCR识别。
MHCII分子的功能汇总
三、TCR识别抗原的基础－MHC限制性
The diversity and selection of TCR library
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1996 "for their discoveries concerning the specificity of the cell mediated immune defence"
1、分类：
➢8 个 MHC-Ⅰ基因，即HLA-A、-B、-C、-E、-F、 -G、MIC-A(MHC class Ⅰchain-related）和MIC-B， 散布于一些非免疫相关基因之间。
➢HLA-A、B 和 C 是经典的Ⅰ类 MHC基因，又称 MHC-Ⅰa 基因。它们具有明显的多态性，而且表达 于几乎所有有核细胞的表面。
Transplantation of skin between strains sh
ACCErPejTeEctDion or acceptance was dependen
the genetics of each strain
Skin from an inbred mouse grafted onto the same straSinkionffmroomusaen inbred mouse grafted onto the same
抗原加工提呈相关基因抗原肽转移物基因（TAP1、 TAP2）；
巨大多功能蛋白酶体基因（LMP）。
HLA－Ⅱ类分子的三维构型图
2. 结构： 两条异质多肽链(非共价键连接的糖蛋白，Ig超
家族成员)： 链：1和 2功能区 链：1和 2功能区
肽结合区：1和1 ---抗原肽结合部位，决定Ⅱ类分 子 的多态性； 免疫球蛋白样区： 2 和2结构域与免疫球蛋白的Cg 3和Cm4相似，具有非多态性。 2 --- CD4分子结合 部位。 跨膜区： 2 和2结构域C端侧各有一个短的连接区。 胞浆区：
➢HLA-E、-G 和 -F 属于非典型 MHC 基因，又称 MHC-Ⅰb 基因。
➢作为HLA-Ⅰ类分子的重链，与15号染色体上β2 微球蛋白基因编码产物，通过非共价键结合后， 成为HLA-Ⅰ类抗原。
HLA-Ⅰ类分子的三维空间构型图
2. 结构：
二条多肽链 (非共价键连接的糖蛋白, Ig超家族成员)： ◆ 链（重链）：
wk.baidu.com.经典MHC的I和II类基因 HLA I类 HLA II类
2. 免疫功能相关基因 血清补体成分的编码基因 抗原加工相关基因 非经典I类基因 炎症相关基因
C4b、C4a、Bf等 PSMB、TAP、HLA-DM等 HLA-E、HLA-G等 TNF、LTA、IκB、MIC等
（二）MHC－Ⅰ类分子的分类、结构和分布
第七章
主要组织相容性抗原系统 及抗原呈递
第一节、 概述
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1980 for their discoveries concerning genetically determined structures on the cell surface that regulate immunological reactions"
α链45kD (β2m 12kD）
II类（DR、 α链35kD DQ、DP） β链28kD
α1+α2 α1+β1
共显 性
共显 性
所有有
核细胞 表面
识别和提呈内源性抗原肽， 与辅助受体CD8结合，对CTL 的识别起限制作用。
APC、活 识别和提呈外源性抗原肽， 化T细胞 与辅助受体CD4结合，对Th的
Inbred mouse strains - all genes are identical Inbred mouse strains - all genes are i
Transplantation of skin between strains showGedeTthnraaetnstpiclanbtaatiosnisof oskfintrbaetnwesepnlsatrnaitnsres
CBV
rejection or acceptance was dependent upon
the geneTticcs杀of伤each strain
Inrberjeedctmioonuotshreeascgtceraenipenttsaicn-scaeollfwgeeaanscehdsesaptrreaenindide
Baruj Benacerraf 1/3 of the prize USA Harvard Medical School Boston, MA, USA b. 1920 (in Caracas, Venezuela)
Jean Dausset 1/3 of the prize France University de Paris, Laboratoire Paris, France b. 1916
二、主要组织相容性抗原系统(major histocompatibility antigen system, MHS)
在众多的组织相容性抗原系统中，能引起强烈 而迅速排斥反应的抗原系统，称为～，也叫主要组 织相容性系统（major histocompatibility system,MHS)。
三、主要组织相容性复合体 (major histocompatibility complex, MHC)
可溶性：存在于血清、初乳和尿液等体 液中。
（三）MHC－II类分子的分类、结构和分布
➢Ⅱ类基因区共包含9个免疫相关基因座：
包括 HLA-DP、DN、DM(DO)、DQ 和 DR 等5个基因 家族，每个家族包括 A 和 B 两类基因座，分别编码 HLA-II 和 链。 ➢第II区内其它免疫相关基因：
MHC限制性
参与T细胞的选择和分化
Antigen recognition by T cells requires peptide antigens and presenting cells that express MHC molecules
Soluble native Ag
Cell surface native Ag
George D. Snell 1/3 of the prize USA Jackson Laboratory Bar Harbor, ME, USA b. 1903 d. 1996
主要组织相容性抗原系统的发现：
一、组织相容性抗原 (histocompatibility antigen)
代表个体特异性的引起排斥反应的同种异型抗 原，叫～，也称移植抗原。
第二种假说被证实
TCR与MHC/抗原肽段的相互作用
340个氨基酸残基，分子量44kDa，MHC-Ⅰ类基 因编码，具有高度多态性。
胞外区--- 1、2功能区，抗原结合部位；是 分子多态性的基础。
3功能区，组成Ig样折叠，CD8分子结合部位； 跨膜区: 3结构域的C端侧有一段较短的连接区。 胞内区：约含30个氨基酸残基。
◆2-微球蛋白（ 2m ）：
Skin from an inbred mouse grafted onto a different
H－2d
Zinkernagel-Doherty phenomenon
（一）制约免疫细胞间的相互作用－MHC限制 性
只有当表达有抗原肽－MHC复合物的APC，与起始 识别和反应作用的T细胞表面所表达的MHC分子相同 时，二者才能彼此作用而启动免疫应答过程。
含99个氨基酸残基，分子量12kDa，由15号 染色体基因编码。与MHC－I类分子的抗原性无 关，也不直接参与和抗原肽段的结合，对于该分 子重链在细胞膜表面的表达以及执行其正常生理 功能是必须的。
板书
3、 HLA-Ⅰ类分子的分布： 分布：有核细胞(含血小板和网织红细胞)表 面。
存在形式：
膜结合：不同的组织细胞表达Ⅰ类分子 量不同， 如：淋巴细胞(最多)，肾、肝脏 及心脏 (其次)，神经组织(很少) 。
T
Y
Soluble peptides
of Ag
Cell surface peptides of Ag presented by cells that
express MHC antigens
Cell surface peptides of Ag
No T cell No T cell No T cell response response response
Peter C. Doherty Australia St. Jude Children's Research Hospital Memphis, TN, USA b. 1940
Rolf M. Zinkernagel Switzerland University of Zurich, Institute of Experimental Immunology Zurich, Switzerland b. 1944
识别起限制作用。
第三节、HLA-Ⅰ、Ⅱ类抗原的主要功能
一、作为抗原呈递分子参与适应性免疫应答
外来抗原被抗原呈递细胞摄取和处理后，必须与 MHC- Ⅰ 、Ⅱ类分子的肽结合区结合形成抗原肽－ MHC分子复合体，该复合体经转运表达于抗原呈递 细胞的表面，才能被相应的淋巴细胞识别，从而启 动适应性免疫应答反应。
T细胞表面的TCR在识别抗原肽的过程中，其表面的 CD4/CD8分子必须同时识别APC上的MHC- Ⅱ/Ⅰ 类 分子的Ig样区。
CD4分子结合MHC II类分子 CD8分子结合MHC I类分子
T细胞能够识别
T细胞表面的MHC单倍 体型为MHC A
APC细胞表面的MHC单 倍体型为MHC A
T细胞不能够识别
编码MHS的基因在同一染色体上呈一组紧密 连锁且具有高度多态性的基因群，将这一连锁 群统称为～。
四、人类白细胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)
人类主要组织相容性抗原系统。编码该抗 原的基因也称HLA。
第二节、MHC基因及其编码的分子
一、MHC基因分类及其多样性： （一）人和小鼠MHC复合体中的基因座